Einfluss der Wolkenbedeckung und atmosphärischen Dämpfung von verschiedenen Wellenlängen im MIR auf die Verfügbarkeit optischer Bodenstationen

Abstract

Optische Freiraumübertragung ist eine äußerst effiziente Möglichkeit, hohe Datenraten mit kleinen Antennen und geringem Leistungsaufwand über weite Strecken zu übertragen. Die Einsatzgebiete reichen dabei von Verbindungen zwischen Satelliten, über Up- und Down- Links zwischen einer Bodenstation und einem Satelliten bis zu inneratmosphärischen Links. Bei atmosphärischen Down-Links stellen Wolken ein großes Problem dar, da bei dessen Auftreten die Übertragung wegen zu hoher Dämpfung meistens unterbrochen wird. Berechnungen der Mie-Streuung mit mehreren Wolkenmodellen zeigen, dass die Verwendung von verschiedenen Wellenlängen im MIR zwischen 10 μm und 12 μm eine Verbesserung bezüglich der Wolkendämpfung bringt. Bei Auswahl einer Wellenlänge in diesem Spektralbereich muss auf die atmosphärische Dämpfung geachtet werden, da im MIR viele starke Absorptionslinien existieren. Deren Einfluss wird mit der Simulationssoftware GENLN2 und LibRadtran berechnet. Um das Problem der Wolkendämpfung zu umgehen, werden mit räumlich hoch aufgelösten Satellitenbildern des Wolkenbedeckungsgrades günstige Standorte für Bodenstationen bestimmt, welche gute Verfügbarkeiten besitzen. Zur Erhöhung dieser wird das Verfahren der Bodenstationsdiversität angewandt und das dabei auftretende Problem der statistischen Abhängigkeit der Wetterzellen gezeigt.